
1.理解正方形的概念.2.探索并證明正方形的性質(zhì),并了解平行四邊形、 矩形、菱形之間的聯(lián)系和區(qū)別.(重點(diǎn)、難點(diǎn))3.會(huì)應(yīng)用正方形的性質(zhì)解決相關(guān)證明及計(jì)算問(wèn)題. (難點(diǎn))
觀察下面圖形,正方形是我們熟悉的幾何圖形,在生活中無(wú)處不在.
你還能舉出其他的例子嗎?
矩 形
問(wèn)題1:矩形怎樣變化后就成了正方形呢?你有什么 發(fā)現(xiàn)?
問(wèn)題2 菱形怎樣變化后就成了正方形呢?你有什么 發(fā)現(xiàn)?
有一組鄰邊相等并且有一個(gè)角是直角的平行四邊形叫正方形.
已知:如圖,四邊形ABCD是正方形.求證:正方形ABCD四邊相等,四個(gè)角都是直角.
證明:∵四邊形ABCD是正方形.∴∠A=90°, AB=AC (正方形的定義). 又∵正方形是平行四邊形.∴正方形是矩形(矩形的定義), 正方形是菱形(菱形的定義).∴∠A=∠B =∠C =∠D = 90°, AB= BC=CD=AD.
已知:如圖,四邊形ABCD是正方形.對(duì)角線AC,BD相交于點(diǎn)O.求證:AO=BO=CO=DO,AC⊥BD.
證明:∵正方形ABCD是矩形, ∴AO=BO=CO=DO. ∵正方形ABCD是菱形. ∴AC⊥BD.
思考 請(qǐng)同學(xué)們拿出準(zhǔn)備好的正方形紙片,折一折,觀察并思考.??正方形是不是軸對(duì)稱圖形?如果是,那么對(duì)稱軸有幾條?
對(duì)稱性: .對(duì)稱軸:.
正方形是特殊的平行四邊形,也是特殊的矩形,也是特殊的菱形.所以矩形、菱形有的性質(zhì),正方形都有.
平行四邊形、矩形、菱形、正方形之間關(guān)系:
性質(zhì):1.正方形的四個(gè)角都是直角,四條邊相等. 2.正方形的對(duì)角線相等且互相垂直平分.
例1 求證: 正方形的兩條對(duì)角線把這個(gè)正方形分成四個(gè)全等的等腰直角三角形.
已知: 如圖,四邊形ABCD是正方形,對(duì)角線AC,BD相 交于點(diǎn)O.
求證: △ABO, △BCO, △CDO,△DAO是全等的 等腰直角三角形.
證明: ∵ 四邊形ABCD是正方形,∴ AC=BD,AC⊥BD,AO=BO=CO=DO.∴ △ABO, △BCO, △CDO, △DAO都是等腰直角三角形,并且△ABO≌ △BCO ≌ △CDO ≌ △DAO.
例2:如圖在正方形ABCD中,E為CD上一點(diǎn),F(xiàn)為BC邊延長(zhǎng)線上一點(diǎn),且CE=CF. BE與DF之間有怎樣的關(guān)系?請(qǐng)說(shuō)明理由.
解:BE=DF,且BE⊥DF.理由如下:(1)∵四邊形ABCD是正方形.∴BC=DC,∠BCE =90° .(正方形的四條邊都相等,四個(gè)角都是直角)∴∠DCF=180°-∠BCE=180°-90°=90°.
∴∠BCE=∠DCF.又∵CE=CF.
∴△BCE≌△DCF. ∴BE=DF.
(2)延長(zhǎng)BE交DE于點(diǎn)M,∵△BCE≌△DCF ,∴∠CBE =∠CDF.∵∠DCF =90° ,∴∠CDF +∠F =90°.∴∠CBE+∠F=90° , ∴∠BMF=90°.∴BE⊥DF.
例3 如圖,在正方形ABCD中, ΔBEC是等邊三角形, 求證: ∠EAD=∠EDA=15° .
證明:∵ ΔBEC是等邊三角形,∴BE=CE=BC,∠EBC=∠ECB=60°,∵ 四邊形ABCD是正方形,∴AB=BC=CD,∠ABC=∠DCB=90°,∴AB=BE=CE=CD, ∠ABE= ∠DCE=30°,∴△ABE,△DCE是等腰三角形, ∴∠BAE= ∠BEA= ∠CDE= ∠CED=75°,∴∠EAD= ∠EDA=90°-75°=15°.
【變式題1】四邊形ABCD是正方形,以正方形ABCD的一邊作等邊△ADE,求∠BEC的大?。?br/>解:當(dāng)?shù)冗叀鰽DE在正方形ABCD外部時(shí),如圖①,AB=AE,∠BAE=90°+60°=150°.∴∠AEB=15°.同理可得∠DEC=15°.∴∠BEC=60°-15°-15°=30°;
當(dāng)?shù)冗叀鰽DE在正方形ABCD內(nèi)部時(shí),如圖②,AB=AE,∠BAE=90°-60°=30°,∴∠AEB=75°.同理可得∠DEC=75°.∴∠BEC=360°-75°-75°-60°=150°.綜上所述,∠BEC的大小為30°或150°.
易錯(cuò)提醒:因?yàn)榈冗叀鰽DE與正方形ABCD有一條公共邊,所以邊相等.本題分兩種情況:等邊△ADE在正方形的外部或在正方形的內(nèi)部.
【變式題2】 如圖,在正方形ABCD內(nèi)有一點(diǎn)P滿足AP=AB,PB=PC,連接AC、PD.(1)求證:△APB≌△DPC;
解:∵四邊形ABCD是正方形,∴∠ABC=∠DCB=90°.∵PB=PC,∴∠PBC=∠PCB.∴∠ABC-∠PBC=∠DCB-∠PCB,即∠ABP=∠DCP.又∵AB=DC,PB=PC,∴△APB≌△DPC.
證明:∵四邊形ABCD是正方形,∴∠BAC=∠DAC=45°.∵△APB≌△DPC,∴AP=DP.又∵AP=AB=AD,∴DP=AP=AD.∴△APD是等邊三角形.∴∠DAP=60°.∴∠PAC=∠DAP-∠DAC=15°.∴∠BAP=∠BAC-∠PAC=30°.∴∠BAP=2∠PAC.
(2)求證:∠BAP=2∠PAC.
例4 如圖,在正方形ABCD中,P為BD上一點(diǎn),PE⊥BC于E, PF⊥DC于F.試說(shuō)明:AP=EF.
又∵PE⊥BC , PF⊥DC,
∵四邊形ABCD是正方形,
∴∠FCE=90°, AC垂直平分BD,
∴四邊形PECF是矩形,
在正方形的條件下證明兩條線段相等:通常連接對(duì)角線構(gòu)造垂直平分的模型,利用垂直平分線性質(zhì),角平分線性質(zhì),等腰三角形等來(lái)說(shuō)明.
1.正方形具有而矩形不一定具有的性質(zhì)是 ( ) A.四個(gè)角相等 B.對(duì)角線互相垂直平分 C.對(duì)角互補(bǔ) D.對(duì)角線相等
2.正方形具有而菱形不一定具有的性質(zhì)( ) A.四條邊相等 B.對(duì)角線互相垂直平分 C.對(duì)角線平分一組對(duì)角 D.對(duì)角線相等
2.如圖,四邊形ABCD是正方形,對(duì)角線AC與BD相交于點(diǎn)O,AO=2,求正方形的周長(zhǎng)與面積.
解:∵四邊形ABCD是正方形,∴AC⊥BD,OA=OD=2.在Rt△AOD中,由勾股定理,得∴正方形的周長(zhǎng)為4AD= , 面積為AD2=8.
2.一個(gè)正方形的對(duì)角線長(zhǎng)為2cm,則它的面積是 ( ?。〢.2cm2 B.4cm2 C.6cm2 D.8cm2
1.平行四邊形、矩形、菱形、正方形都具有的是(?。? A.對(duì)角線互相平分 B.對(duì)角線互相垂直 C.對(duì)角線相等 D.對(duì)角線互相垂直且相等
3.在正方形ABC中,∠ADB= ,∠DAC= , ∠BOC= .4.在正方形ABCD中,E是對(duì)角線AC上一點(diǎn),且AE=AB,則∠EBC的度數(shù)是 .
5.如圖,正方形ABCD的邊長(zhǎng)為1cm,AC為對(duì)角線,AE平分∠BAC,EF⊥AC,求BE的長(zhǎng).
解:∵四邊形ABCD為正方形,∴∠B=90°,∠ACB=45°,AB=BC=1cm.∵EF⊥AC,∴∠EFA=∠EFC=90°.又∵∠ECF=45°,∴△EFC是等腰直角三角形,∴EF=FC.∵∠BAE=∠FAE,∠B=∠EFA=90°,AE=AE,∴△ABE≌△AFE,∴AB=AF=1cm,BE=EF.∴FC=BE.在Rt△ABC中,∴FC=AC-AF=( -1)cm,∴BE=( -1)cm.
3.對(duì)角線相等且互相垂直平分
有一組鄰相等,并且有一個(gè)角是直角的平行四邊形叫做正方形.
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